高效纳米锌叶面肥对设施番茄产量和果实品质的影响*

2024-05-07王宝春窦宗信李冠男孙吉武

南方农机 2024年9期

王宝春，窦宗信，庞勇，李冠男，孙吉武，张鹏

（甘肃农业职业技术学院，甘肃兰州 730020）

0 引言

锌是人体必需的微量元素，作为许多酶的催化剂，参与人体内200 多种酶和蛋白质的组成[1]。有文献显示，目前世界人口的缺锌率大于33.3%[2]。提高农作物锌含量可以有效缓解人体锌缺乏现状。研究发现，叶面喷施锌肥可以提高作物产品器官中的锌含量，但由于叶面肥喷施特性及作物叶片结构等影响，作物对锌叶面肥的吸收和转运效率较低。

纳米材料是一类粒径在1 nm～100 nm的物质，具有很多独特的物理化学性质，如高比表面积、高反应活性、量子尺寸效应、表面效应等[3]，可以改良土壤结构、提高肥料利用率和作物养分吸收能力，增强作物的抗逆性和产量品质。目前，纳米材料已被广泛应用于作物种植、肥料添加、农业环境控制等领域。纳米锌是指粒径在1 nm～100 nm的锌微粒，常见的纳米锌形态有纳米线、纳米粒子和纳米片等[4]，具有抗氧化、抗逆境的作用，能促进作物生长发育、改善土壤质量和提高作物产量和品质[5]。陈士勇等[6]的研究表明，适量添加纳米锌可以增加作物的根长、茎长、叶面积和根系表面积，能显著提高植物的净光合速率，促进光合作用，增加叶绿素含量，提高作物产量。研究发现，适量添加纳米锌可以显著提高番茄中番茄苦苷的含量，增强抗氧化能力，有利于保护番茄免受病虫害的侵袭[7-8]。研究表明，纳米锌能够减缓水果和蔬菜的软化速度，延长食品的保存期限，同时还可以增加食品的甜度、酸度和颜色，提高果实的食用品质和营养价值[9]。

设施番茄作为高产、高效、高品质的蔬菜作物，一直是我国设施农业中的重要品种，也是全球蔬菜市场上的重要品种之一。然而，随着经济发展和环境污染越来越严重，设施番茄生产面临着很多挑战，如土壤退化、养分失衡、病虫害影响等。因此，研究如何提高设施番茄的产量和品质，增强其适应性和抗逆性，具有重要的意义。因此，本研究以设施番茄为研究对象，研究叶面喷施不同浓度的纳米锌叶面肥对设施番茄产量和品质的影响，以期为高效纳米锌肥的推广应用和设施番茄高产优质栽培提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于兰州市榆中县和平镇甘肃农业职业技术学院日光温室，属温带半干旱气候，年均降水量2 644 mm，年均气温7.5 ℃，无霜期153 天，试验开展时间为2022年8月15日—2023年1月10日。

1.2 试验材料

供试番茄品种为汉姆七号，由润种苗科技有限公司提供。高效纳米锌叶面肥购于上海麦克林公司。

1.3 试验设计

试验采用单因素随机区组设计。纳米锌叶面肥不同喷施量为处理因素，共设3 个水平，分别为50 mg/L（T1）、100 mg/L（T2）、200 mg/L（T3），以清水喷施作为对照（CK）。试验共4 个处理，每个处理3次重复，共12 个小区，小区面积30 m2。采用高畦双行栽培的方式，2022 年8 月15 日选择长势一致、生长健壮的番茄幼苗进行定植，2022 年12 月1 日开始采摘，2023 年1 月10 日拉秧。将高效纳米锌粉末通过机械球磨法制备成水分散液，每个处理用高效纳米锌叶面肥在番茄开花期每隔7 天喷施1 次，共喷施4 次，在上午8：00—9：00 进行喷施，喷施要求为叶片湿润、均匀但不形成水滴。

1.4 测定指标与方法

产量：在第一批番茄果实成熟时进行采收，分别统计各处理单株结果数和单果质量，产量为小区实测。

品质：采用 GY-4 型手持式硬度计测定果实硬度；采用手持式折射仪测定可溶性固形物含量；采用2,6-二氯靛酚滴定法测定Vc（维生素 C）含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量；采用滴定法测定有机酸含量；采用ICP-MS 法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry）测定锌含量。

1.5 数据处理

采用SPSS 19.0 软件进行数据分析，采用新复极差法（Duncan）分析不同处理间的差异显著性，作图采用Excel 2010。

2 结果与分析

2.1 不同处理番茄产量及产量构成因素

从表1 可以看出，T3 处理番茄的产量最高，为91 435.28 kg/hm2，其次为T2处理，为88 705.92 kg/hm2，均显著高于T 1 处理和C K，较C K 分别提高了11.91%、8.57%，T1 处理和CK 之间差异不显著。产量构成因素方面，T3处理番茄的单果重、单株结果数、单株产量均最高，分别为122.45 g、18.33个、2.14 kg，T2 处理次之，T3 和T2 处理均显著高于T1 处理和CK，两个处理之间差异不显著。结果表明，喷施高效纳米锌叶面肥可以显著提高番茄的产量和产量构成因素，其中T3处理和T2 处理较T1 处理效果好。

表1 不同处理番茄的产量及产量构成因素

2.2 不同处理番茄果实品质

从表2 可以看出，各处理对番茄果实的硬度无显著影响。T3 处理番茄的可溶性固形物含量、Vc 含量均最高，分别为4.76%、141.29 mg/kg，T2 处理次之，但均显著高于T1 处理和CK，T3 处理与T2 处理之间差异不显著。T1 处理番茄的可溶性固形物含量、Vc含量均显著高于CK。可溶性糖方面，T3 处理番茄的可溶性糖含量最高，为4.26%，较T2 处理和CK 分别显著提高了13.60%、35.24%，各处理均显著高于CK。各处理番茄果实的有机酸含量均显著低于CK，T3 处理的有机酸含量最低，为0.58%，较CK 降低了40.21%，T2 处理次之，但与T3 处理之间差异不显著。结果表明，喷施高效纳米锌叶面肥可以显著提高番茄果实的可溶性固形物含量、Vc 含量、可溶性糖含量，降低有机酸含量，其中T3 处理和T2 处理在提高番茄果实可溶性固形物含量、Vc 含量方面优于T1 处理，T3 处理在提高番茄果实可溶性糖含量、降低有机酸含量方面显著优于其他处理。

表2 不同处理番茄果实的品质

2.3 不同处理番茄果实锌含量

从图1 可以看出，各处理番茄果实的锌含量显著高于CK。T3 处理最高，为46.54 mg/kg，T2 处理其次，为40.95 mg/kg，T1处理为37.55 mg/kg，较CK 分别提高了48.17%、30.37%、19.55%，差异显著。T3与T2 处理之间差异不显著，但均显著高于T1 处理。结果表明，喷施高效纳米锌叶面肥可以显著提高番茄果实的锌含量，其中，T3 处理和T2 处理较T1 处理效果好。

图1 不同处理番茄果实的锌含量

3 讨论

锌是作物生长发育所必需的元素，可以促进作物光合作用、碳水化合物和磷的代谢，促进作物生长发育和产品器官形成[10-11]。蔬菜是人们日常饮食中不可缺少的食物之一，因此提高蔬菜中的锌含量来补充人体需要的锌元素显得尤为重要。陈士勇等[6]研究发现，纳米锌肥能显著提高水稻干物质积累量、叶面积指数、叶片净光合速率、叶片气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率，纳米锌较离子锌具有明显优势。本文研究了喷施纳米锌叶面肥对番茄产量、品质及番茄果实锌含量的影响，结果表明，喷施高效纳米锌叶面肥可以显著提高番茄的产量，番茄产量提高了8.57%～11.91%，番茄果实的可溶性固形物、Vc 和可溶性糖含量显著提高，有机酸含量显著降低，锌含量显著提高了19.55%～48.17%，这与王妮妮[3]、罗伟君等[4]的研究结果一致。郭九信等[12]的研究表明，选用不同种类、施用方法和用量的锌肥对作物产量的提高效果均不同，在水稻中、后期叶面喷施锌肥能显著提高锌的供应量，促进水稻产量提高。本研究采用不同浓度的高效纳米锌叶面肥在番茄花后喷施，结果表明，200 mg/L 喷施量处理番茄的产量、果实品质及锌含量均高于其他处理，有机酸含量均低于其他处理，这与罗伟君等[4]的研究结果一致；可能的原因是纳米锌具有化学活性强的自由基，纳米锌使用量越大，能与有机物反应的自由基数量就越多，能促进更多的有机物分解，增强碱解氮、速效磷和速效钾等养分在土壤中的分解，为作物生长发育提供良好的养分水平，从而提高作物产量和品质。